Дисертації з теми "Сенсорні датчики"

Визначили головні поняття дослідження: «бездротова сенсорна мережа» «датчики» «топологія сенсорних мереж» «синхронізація». Проаналізували особливості бездротових сенсорних мереж. Зробили огляд радіоінтерфейсів у бездротових сенсорних мережах. Провели загальну характеристику поширення радіосигналу. Розробили програму.

Мета роботи полягала у вивченні фазового складу і терморезистивних властивостей плівкових матеріалів на основі Fe і Pd або Au з точки зору їх практичного застосовування як чутливих елементів терморезисторів і сенсорів температури.

Дипломна робота присвячена детальному вивченню розробки моделей та засобів для оцінки протоколів маршрутизації в бездротових сенсорних мережах. Висвітлення взаємозв'язку між параметрами оцінки для визначення впливу кожного з них на певний протокол маршрутизації на основі інструменту моделювання J-Sim.

Метою даної роботи є вивчення та аналіз функціональних та конструктивних особливостей сенсорів магнітного поля, а також елементів гнучкої електроніки спін-клапанного типу; розрахунок основних параметрів таких пристроїв. Використaння тонких плiвок у технiцi стaло можливим пiсля освоєння методiв їх одержaння з попередньо зaдaними фiзичними влaстивостями. Це вiдкрило можливiсть їх широкого зaстосувaння в оптицi, у технiцi нaдвисоких чaстот як зaхисних покриттiв, елементiв мiкроелектронних схем, тензодaтчикiв, у крiогеннiй тa обчислювaльнiй технiцi. Cпостерігається значний інтерес до матеріалів, у яких виникає ефект гігантського магнітоопору (ГМО), з точки зору їх практичного застосування як функціональних чутливих елементів сенсорів гнучкої електроніки. Ці фактори і визначають актуальність даної роботи, а самі дослідження фізичних властивостей тонкоплівкових структур як чутливих елементів датчиків та сенсорів є важливими та своєчасними.

Прилади на основі гігантського магнітоопору (ГМО), завдяки таким перевагам, як енергозалежність у режимі зберігання, необмежена кількість перезаписів інформації, висока радіаційна стійкість, широко застосовуються в автоматиці, електроніці та комп’ютерній техніці для розроблення магнітних дисків, стрічок, запам’ятовувальних пристроїв та датчиків різного функціонального призначення.

Мета роботи полягала у вивченні фізичних принципів функціонування датчиків Холла та вимірювання сталої Холла (СХ) в двошарових плівкових матеріалах на основі металів і напівпровідників. Установлено, що залежність величини напруги Холла від індукції магнітного поля носить лінійний характер, що дозволяє застосовувати такі плівки для конструювання датчиків магнітного поля, і має величину: 55-65 мВ (одношарові плівки Fe(20-30); 90-120 мВ (двокомпонентні плівки Fe(30)/Ge(30)/П, відпалені до Т = 450 К) та 80-130 мВ (двокомпонентні плівки Fe(30)/Ge(30)/П, відпалені до Т = 570 К), що говорить про можливість застосування таких плівок як чутливих елементів датчиків магнітного поля. Експериментально встановлено, що величина сталої Холла для одношарових плівок Fe і Ge складає (1 - 10) . 10-10 і (2 - 5).10-7 м3/Кл відповідно; для двошарових плівок на основі Fe і Ge (6 – 11).10-9 м3/Кл при зростанні індукції магнітного поля від 0 до 80 мТл. При збільшенні інтервалу термообробки плівкових зразків до 570 К величина сталої Холла зменшується від 11 до 6.10-9 м3/Кл, що можна пояснити процесами фазоутворення в досліджуваних зразках - формуванням магнітних фаз германідів заліза.

Дипломна робота присвячена питанням підвищення ефективності одного з основних виконавчих елементів електроніки. Ознайомлення з основними характеристиками сесорів. Аналіз шляхів оптимізації технічних параметрів датчиків рідкокристалічного градієнта тиску. Аналіз рідких кристальних сензорів акселерації, вібрацій і включення. У роботі розглянуто башато типів сенсорів та віддано перевашу оптичному рідкокристалічному сесору в зв’язку з легкою уніфікаціею його конструкції та широким використанням в побуті. Використовуючи властивості рідкокристалічних матеріалів вдалося досягти надзвичано чутливих ті презиційних сенсорів.
Thesis is devoted to improving the efficiency of one of the main executive elements of electronics. Introduction to the main characteristics of sessors. Analysis of ways to optimize the technical parameters of liquid crystal pressure gradient sensors. Analysis of liquid crystal sensors of acceleration, vibration and inclusion. The paper considers many types of sensors and prefers the optical liquid crystal sensor due to the easy unification of its construction and widespread use in the home. Using the properties of liquid crystal materials, it was possible to achieve extremely sensitive sensing sensors.

Дисертацію присвячено комплексним експериментальним дослідженням особливостей структурно-фазового стану та магнітних і магніторезистивних властивостей багатошарових плівкових систем на основі Co і Cu, Co і Cr, Fe і Cr та Fe і Cu як можливих матеріалів чутливих елементів сенсорів різного призначення. У роботі встановлено взаємозв’язок між товщиною магнітних шарів і немагнітних прошарків, орієнтацією зразка у зовнішньому магнітному полі, температурою термообробки та магнітними, магніторезистивними і магнітооптичними властивостями багатошарових плівкових систем із можливим спін-залежним розсіюванням електронів. Визначені величини магнітоопору, коерцитивної сили, коефіцієнта прямокутності й чутливості плівкової системи до магнітного поля досліджуваних плівкових систем як приладових структур для формування первинних перетворювачів. Установлена кореляція між структурно-фазовим станом, магнітними та магнітооптичними властивостями тришарових плівкових систем з різним типом розчинності компонент як функціональних елементів датчиків. Запропонована схематична конструкція АМР-датчика магнітного поля для тришарових плівкових систем із спін-залежним розсіюванням електронів. У результаті проведених досліджень впливу геометрії вимірювання, температури термообробки та загальної концентрації феромагнітної компоненти в системі на магнітні й магніторезистивні властивості визначені можливі області застосування плівкових систем на основі Co і Cu або Cr та Fe і Cu або Cr.
Диссертация посвящена комплексным экспериментальным исследованиям особенностей структурно-фазового состояния, магнитных магниторезистивных свойств многослойных пленочных систем на основе Co и Cu, Co и Cr, Fe и Cr и Fe и Cu в качестве возможных материалов чувствительных элементов сенсоров различного назначения. В работе установлена взаимосвязь между толщиной магнитных слоев и немагнитных прослоек, ориентацией образца во внешнем магнитном поле, температурой термообработки и магнитными, магниторезистивными и магнитооптическими свойствами многослойных пленочных систем с возможным спин-зависимым рассеянием электронов. При исследовании магнитных свойств пленочных систем на основе Fe, Co, Cu или Cr получено, что для пленочных систем на основе Fe и Cu в форме кривых гистерезиса наблюдается определенный перегиб, свидетельствующий о послойном перемагничивании слоев Fe, в то время как для систем на основе Fe и Cr петля гистерезиса имеет форму, подобную однослойным пленкам Fe, что говорит о преобладании ферромагнитной связи в системе. В пленочных структурах на основе Co и Cr или Cu магнитные свойства системы главным образом определяются состоянием слоев Со, поэтому форма кривых гистерезиса для обеих систем схожа с формой кривых для однослойных пленок Со, а небольшие значения коэрцитивной силы свидетельствуют о реализации ферромагнитной связи в системе. Все четыре системы характеризуются достаточно высоким значением коэффициента прямоугольности, которое при смене ориентации образца от 0 до 90° несколько уменьшается для систем Fe/Cu/Fe и Fe/Cr/Fe и, наоборот, растет в системах на основе Co и Cr. Определены величины магнитосопротивления, коэрцитивной силы, коэффициента прямоугольности и чувствительности пленочной системы к магнитному полю исследуемых пленочных систем как приборных структур для формирования первичных преобразователей. Установлена корреляция между структурно-фазовым состоянием, магнитными и магнитооптическими свойствами трехслойных пленочных систем с разным типом растворимости компонент в качестве функциональных элементов датчиков. Предложена схематическая конструкция АМР-датчика магнитного поля для трехслойных пленочных систем со спин-зависимым рассеянием электронов. В результате проведенных исследований влияния геометрии измерения, температуры термообработки и общей концентрации ферромагнитной компоненты в системе на магниторезистивные свойства определены возможные области применения пленочных систем на основе Co и Cu или Cr и Fe и Cu или Cr.
The thesіs іs dedіcаted to the complex experіmentаl reseаrch between the structurаl-phаse stаte, magnetic and magnetoresistance propertіes of multіlаyer fіlm systems bаsed on the Co аnd Cu, Co аnd Cr, Fe аnd Cr, аnd Fe аnd Cu, аs the potential mаterіаls for sensіtіve elements of sensors for dіfferent purposes. Іn thіs thesis wаs found the correlаtіon between the thіckness of the mаgnetіc аnd nonmаgnetіc lаyers, the orіentаtіon of the sаmple іn аn externаl mаgnetіc fіeld, temperаture of heаt treаtment аnd mаgnetіc, mаgnetoresіstіve аnd mаgneto-optіcаl propertіes іn multіlаyer fіlm systems wіth possіble spіn-dependent scаtterіng of electrons. The vаlues of mаgnetoresіstаnce, coercіvіty, squаreness fаctor аnd sensіtіvіty of fіlm system to a mаgnetіc fіeld in the studіed fіlm systems аs devіce structures for the formаtіon of prіmаry converters were defined. The correlаtіon between the structurаl-phаse stаte, mаgnetіc аnd mаgneto-optіcаl propertіes of three-lаyer fіlm systems wіth dіfferent types of component solubіlіty аs functіonаl elements sensors was established. The schemаtіc sturucture of АMR sensor for three-lаyer fіlm systems wіth spіn-dependent scаtterіng of electrons was purposed. The possіble аreаs of аpplіcаtіons wаs іdentіfіed on the bаsіs of studіes of the effect of geometry meаsurement temperаture heаt treаtment аnd the totаl concentrаtіon of ferromаgnetіc components іn the system on the magnetic and mаgnetoresіstіve propertіes of fіlm-systems bаsed on Co аnd Cu, or Cr аnd Fe, аnd Cu or Cr.

Дана дипломна робота містить 99 сторінок загального обсягу, з яких 90 сторінок основного тексту. В структурі роботі міститься 4 таблиці, 24 рисунки, 5 схем, 52 бібліографічні найменування за переліком посилань. Мета дослідження - ознайомиться з характеристиками і властивостями пористих матеріалів і проаналізувати будову сенсора вологості на основі пористих матеріалів. Проведено комплексні дослідження пористих матеріалів як основи для виготовлення сенсорів вологості. Розроблено оптимальну технологічну схему і параметри процесу структурування даного приладу.
This thesis contains 99 pages of the total volume, of which 90 pages of the main text. The structure of the work contains 4 tables, 24 figures, 5 schemes, 52 bibliographic titles in the list of references. The purpose of the study - acquainted with the characteristics and properties of porous materials and analyze the structure of moisture sensor based on porous materials. Complex researches of porous materials as bases for manufacturing sensors of humidity are carried out. The optimal technological scheme and parameters of the structuring process of this device are developed.

У результаті проведених досліджень встановлено, виявлено, що в наш час системи контролю газового середовища є дуже важливими. Вони створені для постійного контролю приміщення на наявність токсичних або вибухонебезпечних речовин в повітрі. Такі системи класифікуються за типом фіксованих газів та за сферою застосування. Під час виконання роботи використовувалися: датчики чадного газу моделі MQ-7, датчик метану MQ-5, комбінований датчик відносної вологості та температури DHT11, датчик диму Sharp GP2Y10, Bluetooth модуль MLT-BT05 та платформа Arduino Uno. Було з'ясовано, що є такі основні види систем для фіксації таких газів: чадного та природнього. Також одними з найпопулярніших є системи фіксації диму.

Роботу виконано на кафедрі ком’пютерно-інтегрованих технологій Тернопільського національного технічного університету імені Івана Пулюя Міністерства освіти і науки України Захист відбудеться 22 грудня 2020 р. о 08 .00 годині на засіданні екзаменаційної комісії № 24 у Тернопільському національному технічному університеті імені Івана Пулюя за адресою: 46001, м. Тернопіль, вул.Руська, 56, навчальний корпус №1, ауд. 403
Кваліфікаційна робота складається із пояснювальної записки та слайдів в якості ілюстративного матеріалу. Об’єм графічної частини кваліфікаційної роботи становить 13 слайдів. Об’єм пояснювальної записки складає 73 друкованих сторінок формату А4 (210х297), об’єм додатків – 3 друкованих сторніки формату А4. Кваліфікаційна робота складається з шести розділів, в яких нараховується 43 рисунки та 7 таблиць з даними. В роботі використано 20 літературних джерел. Метою кваліфікаційної роботи є розробка простої та надійної охоронної системи розумного дому для забезпечення захисту будівлі від проникнення сторонніх осіб та аварійних ситуацій. Недоліками існуючих дешевих систем охорони, є одностороннє сповіщення власника дому про спрацювання датчиків. Тоді як системи із можливістю зворотнього зв’язку є багатокомпонентними та дорогими. Розроблена схема автоматизації із використанням ПЛК Овен 110-60 містить вмонтовані системи захисту від перепадів напруги та зникнення електричного струму та має можливість віддаленого керування та контролю як з допомогою мережі інтернет, так і через GSM-зв’язок. Розроблена система охорони може бути використана для впровадження як в будинках так і окремих квартирах. The qualification work consists of an explanatory note and slides as illustrative material. The graphic part of the qualifying work is 13 slides. The volume of the explanatory note is 73 printed pages of A4 format (210x297), the volume of appendices is 3 printed pages of A4 format. The qualification work consists of six sections, in which there are 43 figures and 7 tables with data. 20 literary sources were used in the work. The purpose of the qualification work is to develop a simple and reliable security system for a smart home to protect the building from intruders and emergencies. The disadvantages of the existing cheap security systems are the unilateral notification of the homeowner about the operation of the sensors. Whereas feedback systems are multicomponent and expensive. The developed automation scheme using the Aries 110-60 PLC contains built-in protection systems against voltage drops and power outages and has the ability to remotely control and monitor both via the Internet and via GSM. The developed security system can be used for implementation both in houses and separate apartments
ВСТУП...5 1. АНАЛІТИЧНА ЧАСТИНА...7 1.1 Концепція розумного будинку...7 1.2 Актуальність розумних будинків...8 1.3 Методи виконання систем охорони в розумних будинках...9 1.4 Аналіз існуючих систем охорони...14 2. ТЕХНОЛОГІЧНА ЧАСТИНА...16 2.1 Система керування безпекою розумного дому...16 2.2 Аналіз умов роботи ситеми керування безпекою...16 2.3 Аналіз умов роботи датчиків руху...20 3. КОНСТРУКТОРСЬКА ЧАСТИНА...22 3.1 Обгрунтування вибору контролера для системи автоматизації...22 3.1.1 Характеристики обраного контролера...25 3.1.2 Вибір додаткового обладнання...28 3.2 Вибір датчиків...36 3.2.1 Вибір давача руху...36 3.2.2 Вибір датчиків відкриття вікон та дверей...37 3.2.3 Вибір датчиків диму...38 3.2.4 Вибір датчиків чадного та природнього газу...39 3.2.5 Вибір датчика затоплення...40 3.3 Вибір виконавчих механізмів...41 3.3.1 Вибір клапана для відсікання подачі природнього газу...41 3.3.2 Вибір клапана для відсікання водопостачання...42 3.3.3 Вибір електрозамків...42 3.4 Вибір GSM/GPRS модему ОВЕН ПМ-01...43 4. НАУКОВО-ДОСЛІДНА ЧАСТИНА...45 4.1 Характеристика об’єкту дослідження...45 4.2 Вимір відстані інфрачервоним датчиком руху SHARP- GP2Y0A710K0F...45 4.3 Вимір відстані ультразвуковим датчиком руху HC-SR04...50 4.4 Вимір відстані комбінованим методом...53 5. СПЕЦІАЛЬНА ЧАСТИНА...55 5.1 Вибір програмного забезпечення...55 5.2 Розробка алгоритму програми...55 5.3 Розробка інтерфейсу для сенсорної панелі...57 5.4 Розробка програмного коду в CoDeSys...60 6. ОХОРОНА ПРАЦІ ТА БЕЗПЕКА В НАДЗВИЧАЙНИХ СИТУАЦІЯХ...65 6.1 Значення охорони праці...65 6.2 Розрахунок заземлення будинку...67 ВИСНОВКИ...71 ПЕРЕЛІК ПОСИЛАНЬ...72 ДОДАТКИ

Кваліфікаційна робота присвячена розробці системи, яка забезпечує дистанційне керування освітленням «Розумного будинку» з використанням технології безпровідних сенсорних мереж. Проведено огляд і аналіз існуючих методів та засобів керування освітленням приміщення. Здійснено порівняльний аналіз стандартів зв’язку для побудови безпровідних сенсорних мереж в задачах керування освітленням. Обґрунтовано вибір технології ZigBee. Розроблено структурну схему системи керування освітленням будинку на основі ZigBee мережі. Спроектовано схему електричну принципову пульта керування освітленням та обґрунтовано вибір елементної бази. Розроблено алгоритм роботи системи керування освітленням будинку з використанням технології безпровідних сенсорних мереж.
Qualification work is devoted to the development of a system that provides remote control of lighting "Smart House" using the technology of wireless sensor networks. A review and analysis of existing methods and means of lighting control. A comparative analysis of communication standards for the construction of wireless sensor networks in lighting control problems. The choice of ZigBee technology is substantiated. The structural scheme of the house lighting control system based on the ZigBee network has been developed. The scheme of the electric basic control panel of lighting is designed and the choice of element base is substantiated. An algorithm for the operation of the home lighting control system using the technology of wireless sensor networks has been developed.
ВСТУП 8 РОЗДІЛ 1 АНАЛІЗ ТЕХНІЧНОГО ЗАВДАННЯ 10 1.1 Аналіз вимог до системи керування освітленням «Розумного будинку» 10 1.2 Огляд і аналіз існуючих методів та засобів керування освітленням будинку 12 1.2.1 Класифікація систем автоматичного управління освітленням 12 1.2.2 Автоматизовані системи автоматичного керування освітленням 14 РОЗДІЛ 2 ПРОЕКТНА ЧАСТИНА 17 2.1 Обґрунтування вибору технології обміну даними для безпровідної сенсорної мережі системи керування освітленням будинку 17 2.1.1 Порівняння технологій безпровідної передачі даних 17 2.1.2 Обґрунтування вибору ZigBee для побудови сенсорних мереж 20 2.2 Розробка узагальненої структури системи керування освітленням будинку 21 2.2.1 Вибір топології ZigBee мережі для системи керування освітленням будинку 21 2.2.2 Структурна схема пульта для керування освітленням будинку 24 2.3 Обґрунтування вибору апаратного забезпечення системи керуванням освітлення 26 2.3.1 Обґрунтування вибору мікроконтролера 26 2.4 Розробка схеми електричної принципової пульта керування освітленням будинку 30 2.4.1 Схема підключення мікроконтролера 31 2.4.2 Схема електроживлення 32 2.4.3 Схема підключення рідкокристалічного індикатора 33 2.4.4 Схема під’єднання світлодіодів 34 2.4.5 Схема під’єднання кнопок керування 35 2.4.6 Схема годинника реального часу 36 2.4.7 Схема ZigBee-радіоканалу 38 2.4.8 Мікросхема Flash-пам’яті 38 РОЗДІЛ 3 ПРАКТИЧНА ЧАСТИНА 40 3.1 Розробка алгоритмічного та програмного забезпечення для системи керування освітленням будинку 40 3.1.1 Алгоритм роботи системи керування освітленням будинку 40 ВИСНОВКИ 55 Бібліографія 56

Мета кваліфікаційної роботи магістра полягає в визначенні фізичних та технологічних принципів функціонування сенсорів прискорення, огляду сучасних промислових акселерометрів. В першому розділі було розглянуто фізичні характеристики сенсорів прискорення, їх класифікація. В другому розділі оглянуто загальні відомості про сенсори прискорення та акселерометри на основі технології МЕМС, а саме МЕМС на базі об`ємної та поверхневої мікрообробки. В третьому розділі проведено огляд сучасних промислових MEMС- акселерометрів та виконано порівняльний аналіз експлуатаційних характеристик MEMС – акселерометрів. У результаті проведеного аналізу та дослідженню порівняльних характеристик установлено, що існує велика кількість різних типів акселерометрів і в залежності від галузі застосування до них пред’являються різні вимоги такі, як чутливість, вихідні дані та розміри.